金相顯微鏡是用于觀察金屬內部組織結構的重要光學儀器。所有光學儀器都是基于光線在均勻的介質中作直線的傳播，并在兩種不同介質的分界面上發生折射或反射等現象構成的。研究這些現象的理論稱為幾何光學。隨著幾何光學和物理光學的發展，金相顯微鏡已日臻完善。下面我們主要來看一下幾何光學在金相顯微鏡中的應用。

（1）金相顯微鏡中光源聚光鏡的曲面反射、光線轉向的平面反射鏡及球面反射鏡都是利用光的反射定律而設計的光學元件。如平面反射鏡可以借助拋光金屬表面、鍍銀的玻璃表面及平面玻璃來完成。鍍銀鏡面反射常用于改變光線方向，但使用日久因表面氧化或剝蝕而減弱反射能力；平面玻璃反射鏡用作垂直照明器，因光線損失較多，一般別無他用。反射定律與可見光線的波長無關，故根據反射所設計的物鏡沒有色像差等缺陷。

（2）借助光在棱鏡中的全反射來改變光的進行方向，這在許多方面都較平面反射鏡*。首先，因為全反射時光能夠*反射回原介質，而采用鍍介質膜的平面反射時，在反射表面上將有一定的光能被吸收；其次，在研磨工藝和裝校技術上棱鏡具有容易制成多種多樣組合的反射面和滿足高精度要求的特點，故在近代金相顯微鏡中除以半透半反的平面鏡作垂直照明器外，均以全反射棱鏡來改變光線行程。